플랫폼 스위치 임플란트의 삼차원 유한요소 분석

Abstract

목 적: 이 연구의 목적은 생역학적 관점에서 유리하다고 알려져 있는 플랫폼 스위치 개념이 단일금관 임플란트에서 골조직, 임플란트, 보철물에서의 변위 및 응력 분산에 어떠한 영향을 주는지 3차원 유한요소법을 이용하여 분석하는 것이다.

방 법: 두 개의 3차원 유한요소 모형이 제작되었다. 외부 육각연결방식(external hexagonal system) 임플란트가 유한요소모형 제작에 사용되었다. 5.1mm 직경의 고정체에 맞는 지대주를 연결한 유한요소모형(Wide fixture–Wide abutment, conventional model)과 5.1mm 직경의 고정체에 4.1mm 직경의 표준형 지대주를 연결한 유한요소모형(Wide fixture–Regular abutment, platform switching model)을 제작하였다. 두 모델에서 고정체는 모두 직경이 5.1mm이고 길이가 10mm 였다. 지대주-고정체 모형은 해면골과 치밀골이 있는 골조직 모형에 식립되었고, 지내주 나사와 보철물 모형이 제작되었다. 치관의 협측 교두부분에 임플란트 장축 방향으로 300N 교합력을 가한 후 임플란트의 구성성분과 골에 발생하는 최대 변위와 최대유효응력(von Mises stress)을 분석하였다.

결 과: 플랫폼 스위치 개념이 적용된 모형의 경우 임플란트의 구성성분인 고정체, 지대주, 나사, 금관 부위에 대조 모형에 비해 증가된 변위와 응력값이 관찰되었다. 반면 골성분인 피질골과 해면골에 가해진 응력과 변위는 두 모델에서 크게 차이가 없었다. 최대 유효응력값의 비교 시 피질골에서는 플랫폼 스위치 모델이 더 큰 값을 보였고, 해면골에서는 동일한 최대유효응력값을 가졌다. 두 모델 모두 임플란트 구성성분 중에서는 지대주에 가장 큰 응력이 발생하였고, 골에서는 해면골 보다 피질골에 높은 응력이 발생하였다. 피질골의 경우 임플란트와 접촉계면에서 최대 유효응력값을 보였으며, 해면골의 경우 최대유효응력 부위가 비교적 넓게 분포되어 관찰되었다.